Группа ученых из Риверсайда (штат Калифорния) открыли инновационный метод трансформации отходов из стекла в литий-ионные накопители энергии. Эти батареи имеют емкость в 4 раза больше, нежели традиционные накопители на основе лития. Кроме того, исследователи утверждают, что такие батареи имеют долгий срок службы.
В мировых масштабах использование данной технологии означает значительное снижение цен на мобильные телефоны, ноутбуки, планшеты и т.д. Внедрение данного способа создания батареи заметно снизит количество отходов от стекла. Исследователи говорят, что такие аккумуляторы можно использовать даже в электрических автомобилях.
Основной идеей проекта было использование диоксида кремния в качестве материала для создания батарей. Этот компонент добывают из стеклянных отходов. Во главе группы исследователей проекта стоят два профессора Калифорнийского университета – Ченгиз Озкан и Михри Озкан. Технология позволяет использовать наночастицы кремния высокой частоты для хранения энергии. Этот процесс может стать переломным в выпуске литий-ионных батарей, который на данный момент являются самыми популярными в мире.
Аноды для литий-ионных аккумуляторов калифорнийских ученых производятся путем применения трех ступеней обработки:
— стеклянные отходы проходят процесс измельчения до мелкой фракции (белого порошка);
— наноструктурированный кремний создается из диоксида кремния;
— наночастицы кремния покрываются углеродом.
Ученые провели ряд лабораторных исследований. По предварительным данным, новые литий-ионные аккумуляторы, созданные из стеклянных отходов, имеют емкость больше, чем традиционные батареи. Разработка ученых Калифорнийского университета продемонстрировала в лабораторных условиях превосходные электрохимические характеристики.
По словам разработчиков литий-ионных батарей из стеклянных отходов, их изобретение способно не только снизить стоимость электромобилей, но и снизить количество зарядов для мелкой электроники при одинаковой мощности.
В вопросах повышения мощности аккумуляторов электрических автомобилей преуспели также ученые Техасского университета. Там команда исследователей во главе с Джоном Гуденафом (известен научной общественности как член группы изобретателей, создавших литий-ионный накопитель энергии) занимается разработкой твердотельного аккумулятора. По словам ученых, их инновационная батарея сможет накапливать и хранить в 3 раз больше энергии, нежели традиционные аналоги.
Стоит отметить, что удачное завершения данного проекта сулит значительное увеличение хода электрического транспорта. Время зарядки электромобилей тоже заметно сократиться благодаря твердотельным батареям (от пары часов до нескольких минут).
Твердотельные накопители энергии вместо электролита в составе имеют стекло. Это делает их более безопасными и менее затратными. Принцип работы традиционной литий-ионной батареи состоит в передаче ионов лития между анодом и катодом. Если сократить время зарядки, то такого типа батарея может взорваться.
Стеклянный электролит дает возможность заряжать такие батареи намного быстрее. Первый аккумулятор со стеклянным электролитом, созданный техасскими учеными, способен полноценно функционировать при – 60 градусах Цельсия. Следует обратить внимание на то, что твердотельные аккумуляторы позволяют использовать для создания анода щелочные металлы. В традиционных литий-ионных батареях это невозможно.
